Die 3D-Technologie spielt eine immer wichtigere Rolle bei der Entwicklung von Smart Cities. Erfahren Sie, wie Smart-City-Innovatoren Indoor-Mapping und Vermessungstechniken einsetzen.
Von intelligenter IKT-Infrastruktur über selbstfahrende Fahrzeuge bis hin zu Mülleimern, die "wissen", wann sie voll sind und geleert werden müssen - Städte auf der ganzen Welt machen sich die neuesten Technologien zunutze, um die Verwaltung vieler kommunaler Funktionen und Prozesse zu optimieren. In diesem Blogbeitrag untersucht der Journalist Stephen Cousins, wie intelligente 3D-Stadtmodelle dafür eingesetzt werden.
Alle reden von intelligenten Städten, aber was genau darunter zu verstehen ist, bleibt schwer fassbar und schwer zu definieren. Der Begriff wird so oft verwendet, dass selbst die einfache Installation von LED-Straßenlaternen einige Städte dazu verleitet, sich als "smart" zu bezeichnen.
Dennoch gibt es hier ein echtes Potenzial. Intelligente Stadtökosysteme können die Lebensqualität der Bürger erhöhen, ihre Sicherheit und Effizienz verbessern, Geschäftskunden helfen, Innovation und Wachstum voranzutreiben, und Städte für Investoren und potenzielle Besucher attraktiver machen.
Echte Smart-City-Befürworter betrachten die Technologie nicht als Endpunkt, sondern als Schlüssel für konkrete Strategien zur Verbesserung der Effizienz des städtischen Raums. Vielleicht wird die intelligente Stadt in Zukunft nicht mehr als solche bezeichnet werden, weil die Technologie so unauffällig und in den Alltag der Bürger integriert ist.
Zum jetzigen Zeitpunkt sind wirklich intelligente Städte noch ein etwas futuristisches Konzept. Aber die Teile des Puzzles fügen sich langsam zusammen, und die fehlenden Teile werden identifiziert und entwickelt. Heute werden wir einen Blick darauf werfen, wie 3D-Modellierungssoftware und 3D-Karten eine immer wichtigere Rolle bei der Nutzung des Potenzials von Smart Cities spielen.
Derzeit gibt es noch keine vollständig integrierten intelligenten Städte. Stattdessen wurden verschiedene intelligente Dienste für bestimmte Anwendungen auf die städtische Infrastruktur aufgeschraubt, z. B. kostenloses öffentliches WLAN, Sensoren, die Autofahrern mitteilen, wie viele Plätze in einem Parkhaus frei sind, oder Apps, die es Touristen oder Einwohnern ermöglichen, mit den städtischen Behörden in Kontakt zu treten.
Manchmal handelt es sich um kleine Projekte, die jedoch greifbare Vorteile gegenüber herkömmlichen Ansätzen bieten. Stadtrad Hamburg ist ein erfolgreiches digitales Bike-Sharing-Projekt in Deutschland, die Regierung des indischen Bundesstaates Delhi betreibt eine App namens Swachh Delhi oder Clean Delhi, die es den Bürgern ermöglicht, Fotos von illegal abgestelltem Müll hochzuladen.
Solche Crowdsourcing-Daten, idealerweise in Kombination mit 3D-Geoinformationen, können sehr nützlich sein, um das tägliche Funktionieren einer Stadt zu verbessern, und das Smartphone wird in Zukunft wahrscheinlich die Grundlage für viele Smart-City-Einsichten und -Dienste bilden.
Es gibt einige wesentliche Bausteine, um Städte intelligenter zu machen. Erfolgreiche intelligente Städte brauchen hocheffiziente Kommunikationsnetze, um den Austausch von Informationen zu beschleunigen. Bristol, die führende intelligente Stadt im Vereinigten Königreich, verwaltet ein privates Terabit-Glasfasernetz mit dem Namen "Bristol is Open", das mit Knotenpunkten in der ganzen Stadt verbunden ist und ein hochleistungsfähiges Kommunikations-Backbone bildet. Es wird zur Unterstützung eines neuen Smart City Operations Centre genutzt, das Kontrollräume für Notfallmaßnahmen, Verkehrssteuerung und kommunale Sicherheit (CCTV) umfasst.
Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen sind die Schlagworte der heutigen Technikwelt. Die Fähigkeit, riesige Datenmengen aus Sensoren, Datenbanken oder anderen Quellen zu sammeln, zu analysieren und zu interpretieren, ist ein Schlüsselbereich der Innovation, der von den städtischen Behörden genutzt wird.
Vorausschauende Analysen können dazu beitragen, Verkehrsströme zu optimieren oder das Risiko einer Überlastung der städtischen Infrastruktur zu minimieren, indem ermittelt wird, wohin Menschen und Verkehr umgeleitet werden sollen. Big-Data-Zahlenverarbeitung macht es möglich, tief in Datensätze einzudringen, um neue Erkenntnisse zu gewinnen. Das IBM Intelligent Operations Centre in Rio beispielsweise wird einen leistungsstarken Supercomputer nutzen, um den Stadtbehörden zu helfen, Einblicke in die Vorhersage, das Management und die Wiederherstellung von Katastrophen zu gewinnen. Es wird auch die Analyse von Kommentaren in sozialen Medien ermöglichen und es den Bürgern erlauben, ihre Sorgen zu melden.
Es gibt zwar viele Komponenten einer intelligenten Stadt, aber die 3D-Visualisierung wird immer wichtiger, um dieses Konzept einem viel breiteren Publikum zugänglich zu machen. Smarte 3D-Stadtmodelle werden von Städten wie Hamburg, Helsinki, Chicago und London entwickelt, um die städtische Masterplanung zu optimieren und die Auswirkungen neuer Entwicklungen und öffentlicher Dienstleistungen abzuschätzen.
Anwendungen der 3D-Stadtmodellierung erstellen digitale Nachbildungen des städtischen Raums. Wie eine virtuelle Stadt werden sie aus einer Kombination von Luftaufnahmen LiDAR, terrestrischen Laserscans und hochauflösenden Schrägaufnahmen erstellt und ermöglichen es den Bewohnern, die Auswirkungen geplanter Entwicklungen und Faktoren wie die Anzahl der Parkplätze oder Freiflächen zu visualisieren und zu kommentieren.
Das von der Stadt Helsinki entwickelte intelligente 3D-Stadtmodell wurde im OpenGL-Format erstellt, um der 3D-Geometrie eine zusätzliche Ebene an Intelligenz und BIM Funktionalität hinzuzufügen. Das Modell enthält semantische Informationen über mehr als 80.000 Gebäude sowie Bodenflächen und Wasserwege.
Die Architekten werden aufgefordert, BIM Modelle der geplanten Gebäude in das Modell einzufügen, um die Auswirkungen auf Faktoren wie Windbewegung, Sonnenlicht und Verkehr zu berechnen.
Die Möglichkeit, ein Projekt und seine Auswirkungen im Rahmen eines umfassenderen Modells zu veranschaulichen, steht in krassem Gegensatz zur derzeitigen Arbeitsweise der Bauindustrie, in der Stadtplanung und Gebäude-/Infrastrukturdesign oft als getrennte Einheiten behandelt werden.
Dieser isolierte Ansatz erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass topografische Erhebungen und Erhebungen von Versorgungseinrichtungen doppelt durchgeführt werden, während zuvor kartierte Gebiete nicht ohne weiteres verfügbar sind. Die Möglichkeit, Daten in einem einzigen stadtweiten Modell zu erstellen und zu pflegen, könnte in Zukunft erhebliche Effizienzsteigerungen ermöglichen.
Für Gebäude, die nicht als BIM Modelle konzipiert sind, werden neue Technologien eine wichtige Rolle bei der Bereitstellung einer Plattform für intelligente Städte spielen. Innovative Indoor-Mapping- und Vermessungstechniken von NavVis spielen bereits eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung eines sehr ehrgeizigen Smart-City-Projekts, das von der Stadt Duisburg in Deutschland durchgeführt wird.
Der Telekommunikationsriese Huawei wird die Stadt mit einer neuen, hochmodernen IKT-Infrastruktur umgestalten. Im Rahmen des Projekts wird das System NavVis M6 Indoor mobiles Mapping eingesetzt, um große bestehende Gebäude schnell zu scannen und Innenräume für verschiedene Smart-City-Anwendungsfälle wie elektronische Behördendienste, Tourismus, Gebäudemanagement, Einzelhandel und mehr zu digitalisieren.
NavVisMit der browserbasierten Software IndoorViewer können die Nutzer die Gebäude in einem vollständig immersiven 3D-Rundgang erkunden. Zu den praktischen Anwendungen gehören ein virtueller Rundgang durch das historische Duisburger Wasserwerk, eine digitale Führung durch das Stadthistorische Museum und eine zentimetergenaue, individuelle Karte verschiedener Bürogebäude.
Im Zuge der Weiterentwicklung des Konzepts der intelligenten Stadt ist es nicht unrealistisch vorherzusagen, dass eines Tages viele städtische Funktionen über hochdetaillierte 3D-Modelle, die mit Daten von GIS gefüllt sind, sowie über Live-Daten von in Gebäuden und Infrastrukturen installierten Sensoren verwaltet werden, um ein genaues Echtzeitbild der Stadt zu erhalten.
Die Stadt Singapur ist in diesem Bereich führend und hat mit der Entwicklung eines eigenen dynamischen digitalen 3D-Modells begonnen, einemdigitaler Zwilling" der Stadt, das Daten von Geräten aus dem Internet der Dinge sowie dynamische Echtzeitdaten, einschließlich Informationen aus dem Internet und anderen Quellen, enthält.
Das Modell wird es Nutzern aus verschiedenen Sektoren ermöglichen, anspruchsvolle Tools und Anwendungen zu entwickeln, neue Konzepte und Dienste zu testen und neue Technologien zu erforschen, um neue Herausforderungen der Stadt zu lösen. Es ist ein inspirierender Prototyp für die Art von mutiger neuer digitaler Welt, in der wir alle in nicht allzu ferner Zukunft leben könnten